JGLY-68 智能家居體驗(yàn)廳實(shí)訓(xùn)設(shè)備

1. 系統(tǒng)簡(jiǎn)介
智能家居體驗(yàn)廳（SeaIOT-SmartHome）是針對(duì)高等院校物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用的需求，綜合運(yùn)用智能傳感器、智能控制器、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、嵌入式中間件、移動(dòng)通信、軟件工程等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及多學(xué)科技術(shù)的交叉融合，提出的面向?qū)嶋H生活的智能家居整體解決方案。
體驗(yàn)廳分為大門、玄關(guān)、客廳/餐廳、廚房、臥室?guī)讉€(gè)區(qū)域，將智能設(shè)備直接融入家居裝修設(shè)計(jì)中，依托部署在居室內(nèi)的各種傳感器節(jié)點(diǎn)、設(shè)備控制節(jié)點(diǎn)、智能網(wǎng)關(guān)、以及智能終端，實(shí)現(xiàn)家居生活環(huán)境的智能安全監(jiān)測(cè)、智能安防監(jiān)測(cè)、智能報(bào)警、智能情景控制、智能設(shè)備控制、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控等功能，覆蓋了家庭安全類、家庭安防類、宜居生活類，為用戶打造一個(gè)安全、舒適、智能化的家居生活體驗(yàn)館。用戶通過(guò)家居生活設(shè)施的聯(lián)動(dòng)，感受到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給日常生活帶來(lái)的便利，激發(fā)了用戶對(duì)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)的興趣。

智能家居體驗(yàn)廳實(shí)景圖

2. 系統(tǒng)構(gòu)成
充分利用各種傳感器測(cè)量家居環(huán)境參數(shù)，結(jié)合嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)技術(shù)將歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)一保存管理；利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理各個(gè)節(jié)點(diǎn)；利用自動(dòng)控制理論實(shí)現(xiàn)智能控制與無(wú)人值守；智能網(wǎng)關(guān)支持Linux或Android系統(tǒng)下的應(yīng)用開發(fā)；利用Android系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能終端；利用Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化智能家居監(jiān)控終端，促使學(xué)生了解各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居現(xiàn)實(shí)環(huán)境的應(yīng)用。

智能家居體驗(yàn)廳拓?fù)鋱D

3. 功能特點(diǎn)
3.1 大門區(qū)域的功能
身份識(shí)別功能：進(jìn)門時(shí)，通過(guò)RFID射頻識(shí)別裝置、指紋識(shí)別系統(tǒng)或者其他生物識(shí)別系統(tǒng)（如人臉識(shí)別）系統(tǒng)，辨別來(lái)者的身份。如果身份驗(yàn)證通過(guò)，即可打開大門，播放“歡迎回家”的音頻，為勞累一天的人們送去一聲問(wèn)候。出門時(shí)，只需識(shí)別系統(tǒng)驗(yàn)證通過(guò)即可打開大門，或手動(dòng)打開大門。
門禁安防功能：大門安裝有門磁系統(tǒng)，當(dāng)身份識(shí)別未成功，而門磁系統(tǒng)卻檢測(cè)到異常，那么系統(tǒng)會(huì)立即啟動(dòng)警笛，向住戶發(fā)送警情短信，并向物業(yè)打報(bào)警話。當(dāng)身份識(shí)別成功，門磁系統(tǒng)不會(huì)報(bào)警。
3.2 玄關(guān)區(qū)域的功能
玄關(guān)區(qū)域的功能分為感應(yīng)式無(wú)線照明功能、布撤防功能。
感應(yīng)式無(wú)線照明功能：住戶走進(jìn)玄關(guān)區(qū)域，人體傳感器感應(yīng)到人體，且光線昏暗，系統(tǒng)自動(dòng)打開玄關(guān)處的照明燈。當(dāng)住戶離開玄關(guān)區(qū)域，此時(shí)人體感應(yīng)設(shè)備感應(yīng)不到人體，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉玄關(guān)處的照明燈。
布撤防功能：住戶身份識(shí)別成功后，進(jìn)入玄關(guān)處，點(diǎn)擊撤防按鈕，將系統(tǒng)設(shè)置為“居家模式”，布防撤銷。當(dāng)用戶離開家時(shí)，點(diǎn)擊布防按鈕，將系統(tǒng)設(shè)置為“離家模式”，布防生效。
3.3 客廳區(qū)域的功能
感應(yīng)式照明功能：照明系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境光照度和人體感應(yīng)狀態(tài)，自動(dòng)控制吊燈的亮度，調(diào)整居室的明暗。
感應(yīng)式窗簾功能：窗簾支持遙控、聯(lián)動(dòng)、定時(shí)三種方式。系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的時(shí)間自動(dòng)打開關(guān)閉窗簾，如每到晚上就自動(dòng)關(guān)閉，早上就自動(dòng)打開。系統(tǒng)可以設(shè)置定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到窗簾就自動(dòng)打開或關(guān)閉。
室內(nèi)人體感應(yīng)功能：客廳頂部安裝的人體感應(yīng)設(shè)備感應(yīng)到人體后，系統(tǒng)自動(dòng)開啟照明、打開背景音響，播放背景音樂(lè)，打開飲水機(jī)自動(dòng)加熱。
感應(yīng)式沙發(fā)功能：住戶坐在沙發(fā)上時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)打開電視、調(diào)節(jié)音響、切換頻道，調(diào)節(jié)客廳氛圍。用戶離開沙發(fā)時(shí)，這些設(shè)備仍保持打開狀態(tài)，用戶可手動(dòng)關(guān)閉這些設(shè)備，或者系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)不到人體時(shí)，由控制系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。
感應(yīng)式餐廳功能：用戶坐在餐桌椅子上時(shí)，系統(tǒng)控制餐廳照明燈打開，播放輕柔的音樂(lè)，享受美好的用餐時(shí)間。用餐完畢，離開椅子，系統(tǒng)照明燈調(diào)暗，關(guān)閉音樂(lè)。
空調(diào)無(wú)線控制功能：系統(tǒng)感應(yīng)到用戶在家時(shí)，空調(diào)自動(dòng)打開，根據(jù)室內(nèi)溫度自動(dòng)調(diào)整。
陽(yáng)臺(tái)植物自動(dòng)監(jiān)控功能：系統(tǒng)通過(guò)土壤溫濕度，日光強(qiáng)弱，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉。
室內(nèi)監(jiān)控功能：客廳安裝網(wǎng)絡(luò)攝像頭，住戶可以通過(guò)智能手機(jī)隨時(shí)監(jiān)控居室內(nèi)的情況。
3.4 臥室區(qū)域的功能
情景模式支持看書、休息、起夜、起床模式。
用戶走進(jìn)臥室，人體感應(yīng)設(shè)備感應(yīng)到人體后，自動(dòng)開啟床頭燈，用戶可以坐在床上看書。如果需要休息，可以對(duì)床頭的語(yǔ)音識(shí)別設(shè)備說(shuō)“關(guān)燈睡覺(jué)”，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉臥室燈光。起夜時(shí)，只需對(duì)語(yǔ)音識(shí)別設(shè)備說(shuō)“起夜”，臥室的夜燈會(huì)緩緩點(diǎn)亮。天亮起床了，只需對(duì)語(yǔ)音設(shè)備說(shuō)“起床”，臥室燈光自動(dòng)打開，十分種后，窗簾自動(dòng)打開。
3.5 廚房區(qū)域的功能
廚房安全監(jiān)測(cè)報(bào)警功能：廚房安裝的燃?xì)馓綔y(cè)器、煙霧探測(cè)器，一旦監(jiān)測(cè)到燃?xì)饣驘熿F濃度超標(biāo)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷煤氣閥，啟動(dòng)警笛，開啟噴淋，給用戶發(fā)送報(bào)警短信，并給用戶或物業(yè)撥話。

4. 軟件系統(tǒng)
軟件系統(tǒng)支持C/S架構(gòu)和B/S架構(gòu)兩種。C/S架構(gòu)下主要包括Qt智能家居感知層管理軟件、Android智能家居監(jiān)控終端軟件、C#智能家居監(jiān)控終端軟件。
B/S架構(gòu)下支持基于云服務(wù)平臺(tái)的Android智能家居感知層管理軟件、基于云服務(wù)平臺(tái)的Android智能家居監(jiān)控終端軟件以及Web智能家居監(jiān)控終端軟件。
基于B/S架構(gòu)的智能家居軟件系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控。
4.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集傳輸軟件
主要實(shí)現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立、節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)入網(wǎng)、節(jié)點(diǎn)休眠與喚醒、節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的透明傳輸、傳感器節(jié)點(diǎn)的采樣與傳輸、以及執(zhí)行節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的功能。
提供輕量級(jí)安全加密算法LBblock、KASUMI算法、AES算法、ZUC算法、Snow 3G至少五種以上，保證傳感層數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/span>
4.2 Qt版智能家居感知層管理軟件
基于Qt的智能家居系統(tǒng)軟件主要用來(lái)匯聚傳感層的各種傳感器節(jié)點(diǎn)，控制節(jié)點(diǎn)，并通過(guò)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，保存所有節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)屬性、傳感器采樣值、控制器狀態(tài)等，允許用戶在本地查看智能家居環(huán)境參數(shù)、安防設(shè)備的狀態(tài)，以及控制家電設(shè)備等。同時(shí)它作為服務(wù)器，允許客戶端如平板電腦等設(shè)備與其建立連接，實(shí)現(xiàn)TCP/IP通信。

4.3 Android智能家居監(jiān)控終端軟件
平板電腦運(yùn)行基于Android操作系統(tǒng)的智能家居監(jiān)控軟件。用戶可以在平板上瀏覽家居環(huán)境參數(shù)、安防設(shè)備狀態(tài)，遠(yuǎn)程控制家用電器（開關(guān)控制、紅外遙控）等，并且可以訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。
4.4 C#智能家居監(jiān)控終端軟件
系統(tǒng)還支持C#智能家居系統(tǒng)軟件。該軟件不用智能網(wǎng)關(guān)，而使用普通PC機(jī)，通過(guò)串口與ZigBee協(xié)調(diào)器通信?；贑#的智能家居軟件就是通過(guò)串口編程、及時(shí)讀取串口緩沖數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感層節(jié)點(diǎn)的管理的，主要實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測(cè)、家居安防監(jiān)測(cè)、家電設(shè)備控制以及視頻監(jiān)控等功能。
4.5 基于云服務(wù)的Android智能家居管理軟件
與QT版本的智能家居管理軟件功能類似，區(qū)別在于該軟件采用B/S架構(gòu)，使用MQTT即時(shí)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)與終端的數(shù)據(jù)通信，通過(guò)WebService數(shù)據(jù)交換接口將采集傳感器數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)寫入到泛太云服務(wù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)中心。
4.6 基于云服務(wù)的Web智能家居監(jiān)控軟件
該軟件部署在泛太云服務(wù)平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)中，頁(yè)面采用HTML5編程技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)；采用MQTT和Websocket技術(shù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)端到瀏覽器的全雙工通信，實(shí)現(xiàn)服務(wù)端到瀏覽器的主動(dòng)消息推送。包括智能網(wǎng)關(guān)管理、實(shí)時(shí)采集、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)展示、關(guān)聯(lián)設(shè)置、報(bào)警記錄、以及用戶管理等功能。
4.7 基于云服務(wù)的Android智能家居客戶端
該客戶端軟件基于泛太云服務(wù)平臺(tái)，內(nèi)嵌輕量級(jí)Sqlite數(shù)據(jù)庫(kù)，使用M QTT協(xié)議與Android智能家居網(wǎng)關(guān)進(jìn)行M2M數(shù)據(jù)交互，可隨時(shí)隨地獲取傳感器采樣數(shù)據(jù)和設(shè)備控制狀態(tài)，可遠(yuǎn)程控制設(shè)備動(dòng)作，可遠(yuǎn)程編輯關(guān)聯(lián)策略，讀取報(bào)警記錄，視頻監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，報(bào)警發(fā)生時(shí)具有語(yǔ)音和震動(dòng)提醒。

5. 教學(xué)資源
系統(tǒng)提供了ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、Linux智能網(wǎng)關(guān)QT開發(fā)、Android應(yīng)用開發(fā)、C#開發(fā)、Web網(wǎng)絡(luò)開發(fā)、MQTT數(shù)據(jù)通信、Websocket應(yīng)用開發(fā)等物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)驗(yàn)案例，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中逐步領(lǐng)悟物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)方式，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力。
 

7. 成功案例

8. 系統(tǒng)清單

 
智能家居生活館設(shè)備清單